Post on 14-Dec-2015
description
ABSTRAK
Metil ester atau biodiesel adalah senyawa alkil ester yang dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk mesin diesel, berasal dari turunan minyak atau lemak nabati/hewani. Biodiesel dihasilkan dengan mereaksikan minyak nabati dengan metanol lalu ditambahkan senyawa asam sebagai katalis dengan komposisi, suhu dan waktu reaksi yang ditentukan. Tujuan percobaan adalah mempelajari pengaruh waktu reaksi dan nisbah molar minyak dan metanol terhadap konversi reaksi transesterifikasi trigliserida. Bahan baku yang digunakan adalah minyak curah yang direaksikan dengan methanol dan katalis asam sulfat sebanyak 2%, reaksi yang terjadi adalah reaksi transesterifikasi. Setelah direaksikan dengan nisbah molar minyak-metanol 1:4, dengan waktu reaksi 1 jam yield yang diperoleh 13%, dan konversi 80,93%. Sedangkan untuk waktu 2 jam serta 3 jam adalah 13,2% dan 55,59% serta 13,1% dan 23,35%. Pada nisbah molar minyak-metanol 1:5 diperoleh yield 14,4% dan konversi 16,55%.
Kata kunci: Biodiesel, metil ester , metanol, minyak curah, katalis H2SO4
BAB III
HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Hasil3.1.1 Mempelajari pengaruh waktu proses terhadap konversi reaksi
transesterifikasi minyak curah.Pada percobaan 1. Perlakuan dan pengamatan yang dilakukan adalah
sebagai berikut :
Tabel 3.1 Perlakuan dan pengamatan awal sebelum reaksiNo Bahan dan Perlakuan Pengamatan1. Menghitung angka asam
awal reaktan dengan cara :3,3 ml minyak curah + 50 ml etanol sebagai pelarut, kemudian dipanaskan.
Minyak curah larut dengan etanol. Perlakuan pemanasan dapat melarutkan minyak dengan cepat.
Larutan ditirasi dengan KOH 0,091N yang telah distandarisasi dengan asam oksalat 0,091N ditambah 3 tetes indikator PP
Larutan menjadi berwarna merah muda ketika tercapai titik akhir titrasi. Didapat volume KOH yang digunakan ketika titrasi. Angka asam didapatkan melalui perhitungan.
2. Menghitung angka sabun dengan cara : 3,3 ml minyak curah + 25 ml KOH 0,1N, dipanaskan pada 60oC selama 1 jam kemudian didinginkan.
Larutan menjadi keruh dan kekeruhannya terlihat semakin padat setelah dipanaskan.
Larutan dititrasi dengan larutan HCl 0,5N ditambah indikator pp 1ml.
Larutan kembali keruh setelah tercapai titik akhir titrasi. Didapat volume HCl yang terpakai. Angka sabun diperoleh dari perhitungan.
Tabel 3.2 berikut menyajikan hasil percobaan 1.
Tabel 3.2 Yield dan konversi pembuatan metil ester dengan nisbah molar minyak-metanol 1:4
No Waktu Yield (%) Konversi (%)1. 1 jam 13 80,932. 2 jam 13,2 55,593. 3 jam 13,1 23,35
3.1.2 Mempelajari pengaruh nisbah berat minyak curah/metanol terhadap konversi reaksi transesterifikasi minyak curah.
Tabel 3.3 Perbandingan yield dan konversi metil ester antara nisbah berat minyak curah/metanol antara 1:4 dan 1:5
NoNisbah
minyak/metanolYield (%) Konversi (%)
1. 1:4 13,2 55,592. 1:5 14,4 16,55
3.2 Pembahasan3.2.1 Mempelajari pengaruh waktu proses terhadap konversi reaksi
transesterifikasi minyak curah.
Pada percobaan ini, dilakukan penentuan angka asam reaktan dan angka
sabun reaktan. Tujuannya adalah untuk mengetahui angka ester reaktan sehingga
konversi reaksi dapat dihitung. Dari hasil perhitungan diperoleh angka ester
reaktan adalah 23,498. Selanjutnya dilakukan reaksi transesterifikasi dengan
menggunakan 446,5 gram (500 ml) minyak curah, 69,21 gram (90,12 ml)
metanol, dan 2% (10 ml) H2SO4 dari volume minyak curah sebagai katalis. Reaksi
dilakukan di dalam reaktor dengan pemanasan dan pengadukan. Larutan
tercampur dengan cepat karena adanya pemanasan dan pengadukan. Waktu reaksi
selama 3 jam. Pada 1 jam reaksi dilakukan perhitungan yield dan konversi yang
dihasilkan. Yield yang diperoleh sebesar 13% dan konversi sebesar 80,93%
Setelah 2 jam reaksi, dilakukan pehitungan yield dan konversi. didapatkan
yield sebesar 13,2% dengan konversi sebesar 55,59%. Begitu juga setelah 3 jam
reaksi, didapatkan yield sebesar 13,1% dan konversi sebesar 23,35%.
Gambar 3.1 Grafik Pengaruh Waktu Reaksi terhadap Yield dan Konversi Metil
Ester
Berdasarkan grafik diatas, dapat dilihat pada gambar 3.1 kiri, bahwa waktu
reaksi sangat berpengaruh terhadap perolehan yield metil ester. Ketika waktu
reaksi 1 jam, yield yang diperoleh 13%. Kemudian terjadi peningkatan yield
hingga 13,2% saat waktu reaksi 2 jam. Namun yield kembali menurun hingga
13,1% saat waktu reaksi 3 jam. Hal ini menunjukkan bahwa waktu optimum
untuk reaksi transesterifikasi pada percobaan ini adalah 2 jam, karena pada saat
itulah diperoleh yield yang paling besar. Dengan demikian, lamanya waktu reaksi
memperbesar perolehan yield hingga waktu optimum tercapai. Namun, setelah
waktu optimum tercapai maka yield yang diperoleh akan kembali menurun.
Menurut Chang (2005), waktu reaksi akan berpengaruh terhadap yield dan
konversi suatu reaksi. Sesuai dengan teori Arrhenius tentang teori tumbukan yang
menyatakan bahwa semakin lama waktu suatu reaksi, maka molekul-molekul
reaktan memiliki kesempatan yang lebih besar untuk bereaksi membentuk produk
hingga tercapai suatu kondisi optimum.
Hasil percobaan ini hampir sesuai dengan teori Chang, dimana dapat
dilihat pada kurva, Ketika waktu reaksi 1 jam, yield yang diperoleh 13%.
Kemudian terjadi peningkatan yield hingga 13,2% saat waktu reaksi 2 jam.
Namun yield kembali menurun hingga 13,1% saat waktu reaksi 3 jam. Hal ini
dikarenakan pada awal-awal reaksi, laju reaksi ke arah produk lebih besar dari
pada laju reaksi ke arah reaktan karena dibagian produk, gliserol yang terbentuk
masih sedikit. Hal ini menyebabkan yield metil ester meningkat hingga mencapai
kondisi optimum, yang pada percobaan ini dicapai dalam waktu 2 jam. Seiring
dengan meningkatnya yield metil ester, produk samping berupa gliserol juga
semakin banyak. Setelah kondisi optimum tercapai, gliserol bebas bereaksi
dengan metil ester yang terbentuk sehingga yield metil ester berkurang. (Pamata,
2008).
Pengaruh waktu reaksi terhadap konversi minyak curah menjadi metil
ester dapat dilihat pada gambar 3.1 kanan. dari grafik tersebut dilihat bahwa pada
waktu reaksi 1 jam, konversinya 80,93%. Konversi menurun tajam hingga
mencapai 55,59% pada waktu reaksi 2 jam. Pada waktu reaksi 3 jam, konversi
terus menurun hingga 23,35%.
Berdasarkan yield yang paling besar maka diperoleh waktu optimum
reaksi transesterifikasi dalam percobaan ini adalah 2 jam. Waktu optimum ini
digunakan untuk percobaan 2.
3.2.2 Mempelajari pengaruh nisbah berat minyak/metanol terhadap konversi reaksi transesterifikasi minyak curah.
Transesterifikasi merupakan reaksi kesetimbangan. Untuk menggeser arah
reaksi ke kanan, membutuhkan penggunaan kelebihan alkohol yang besar. Secara
spesifik, jika metanol yang digunakan, maka reaksi disebut metanolisis.
Berdasarkan stoikiometri reaksi, dibutuhkan 3 mol metanol tiap 1 mol trigilserida.
Ketika mol metanol dilebihkan, perolehan metil ester akan meningkat (Hui,
2005).
Telah dilakukan penelitian mengenai pengaruh perbandingan mol minyak
dengan methanol pada transesterifikasi menggunakan minyak Cynara, dengan
melakukan variasi perbandingan mol minyak:metanol antara1:3 sampai 1:15, hasil
konversi yang paling baik diperoleh pada perbandingan mol 1:9. Untuk
perbandingan mol lebih kecil daripada 1:6, reaksi tidak sempurna sehingga
menyebabkan konversi metil ester yang rendah, sedangkan pada perbandingan
mol 1:15, pemisahan gliserol dan metil ester menjadi sulit dan menyebabkan
jumlah metil ester yang diperoleh berkurang (Pamata, 2008).
Pada percobaan ini, nisbah berat minyak /metanol adalah 1:5. Waktu
reaksi yang dilakukan adalah 2 jam. Pada percobaan 1 (nisbah molar 1:4)
diperoleh yield sebesar 13,2% dan konversi minyak menjadi ester sebesar 55,59%,
sedangkan pada percobaan 2 (nisbah molar 1:5), diperoleh yield sebesar 14,4%
dan konversi yang diperoleh sebesar 16,55%. Grafik berikut menunjukkan
perbandingan yield dan konversi dari nisbah 1:4 dan 1:5.
Gambar 3.3 Grafik perbandingan yield dan konversi metil ester antara nisbah berat minyak curah/metanol antara 1:4 dan 1:5
Dari data-data tersebut dapat disimpulkan bahwa semakin besar nisbah
mol metanol yang digunakan, yield minyak menjadi metil ester semakin besar
karena reaksi transesterifikasi merupakan reaksi kesetimbangan. Hasil praktikum
sesuai dengan teori yaitu azas Le Chatelier yang menyatakan bahwa bila pada
sistem kesetimbangan diadakan aksi, maka sistem akan mengadakan reaksi
sedemikian rupa sehingga pengaruh aksi itu menjadi sekecil-kecilnya. Maka,
dengan memperbesar reaktan maka kesetimbangan akan bergeser kearah kanan
(produk). Dan ketika mol metanol dilebihkan, perolehan metil ester akan
meningkat (Hui, 2005).
BAB IV
KESIMPULAN
4.1 Kesimpulan
1. Lamanya waktu reaksi transesterifikasi akan meningkatkan yield metil
ester hingga diperoleh kondisi optimum. Namun setelah kondisi
optimum tercapai, yield yang diperoleh akan menurun.
2. Nisbah minyak-metanol dengan mol metanol yang lebih besar dari
stoikiometri akan meningkatkan yield biodiesel yang diperoleh.
Namun setelah nisbah optimum diperoleh maka pengaruhnya terhadap
amun setelah nisbah optimum diperoleh maka pengaruhnya terhadap
yield tidak signifikan.
3. Untuk memperoleh yield metil ester yang optimum maka reaksi
dilakukan pada kondisi waktu optimum serta kelebihan mol metanol
yang optimum pula.
DAFTAR PUSTAKA
Chang, R, 2005, General Chemistry: The Essential Concepts, 3rd edition,
Singapore, McGraw-Hill
Hui, Y. H, 1996. Bailey’s Industrial Oil & Fat Products, Volume 5, New York;
Chichester; Brisbane; Toronto; Singapore: John Willey & Sons, Inc.
Hui, Y. H, 2005, Bailey’s Industrial Oil and Fat Products, 6th edition, New York;
Chichester; Brisbane; Toronto; Singapore: John Willey & Sons, Inc.
Pamata, N, 2008, Sintesis Metil Ester (Biodiesel) dari Minyak Biji Kemiri
(Aleuries moluccana) Hasil Ekstraksi Melalui Metode Ultrasonokimia.
Departemen Kimia FMIPA, Universitas Indonesia; Depok.